病毒性肺炎患者血清IL-6和MCP-1水平檢測的臨床意義

江俊霞，姜志專，李衛鑫△

1.湖北省武漢市第七醫院內一科，湖北武漢 430223；2.華中科技大學協和江南醫院呼吸內科，湖北武漢 430299

在我國，社區獲得性肺炎(CAP)是社區人群發病和死亡的一個重要原因[1]。隨著一些高效診斷技術的出現，例如聚合酶鏈反應(PCR)[2]，使人們更加深刻地認識到呼吸道病毒在各個年齡階段的CAP人群中的作用，例如流感/副流感病毒、腺病毒、冠狀病毒、呼吸道合胞病毒、偏肺病毒和博卡病毒[3]。臨床上常用的抗病毒藥物奧司他韋、扎那米韋、金剛烷胺、利巴韋林被證實對多數患者有效，但是仍有部分患者會進展為重癥肺炎，最終因急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)、敗血癥和/或多器官衰竭等死亡[4-5]。在發病早期準確篩查出高?；颊呤呛芾щy的[6]，對不良預后的影響因素認識不充分也是影響病毒性肺炎患者治療結局的主要原因之一。本研究連續收集了120例病毒性肺炎成人患者的血液標本，通過對細胞因子和趨化因子譜進行綜合分析，以確定能夠準確預測重度/危重病毒性肺炎的標志物。

1 資料與方法

1.1一般資料 對2019年5月至2020年3月湖北省武漢市第七醫院收治的120例病毒性肺炎患者進行回顧性隊列研究。納入標準：符合《內科學》第七版中肺炎的診斷標準[7]，且是在醫院或長期護理機構以外感染的肺炎；年齡均≥18歲；發病后48 h內入院，入院后立即采集血清標本進行病原體檢測，血清病毒特異性IgM陽性，且無其他病原體感染的臨床及實驗室證據，在此基礎上進一步采用呼吸道病毒多重PCR技術對患者的呼吸道標本進行病毒檢測，并證實為呼吸道病毒感染。排除標準：合并其他類型感染性疾病者；結核病患者；嚴重免疫抑制患者，例如人類免疫缺陷病毒感染患者、接受實體器官或骨髓移植患者。本研究經湖北省武漢市第七醫院醫學倫理委員會審核通過。

1.2方法

1.2.1分組 根據《2014 NICE臨床指南：成人社區和醫院獲得性肺炎診斷和管理》[8]，將患者分為輕度、中度、重度、危重4個級別，分別為18、42、43、17例。輕度：缺乏呼吸道癥狀，無肺部影像學表現，脈搏血氧飽和度(SpO2)≥96%。中度：輕度呼吸道癥狀，有肺炎的影像學證據，以及93%

1.2.2收集基線資料 收集患者合并癥史，以及入院時實驗室檢查結果、肺炎嚴重指數(PSI)評分等資料。

1.2.3呼吸道病毒檢測 收集患者入院時的血液標本，采用Viral Gene-spinTMViral DNA/RNA提取試劑盒(韓國iNtRON Biotechnology公司)從300 μL血液標本中提取核酸。采用cDNA合成預混試劑(韓國Seegene公司)和9700型GeneAmp PCR熱循環儀(美國Applied Biomaterials公司)合成cDNA。每例患者均做了血培養。如果患者有排痰，則進行痰培養。采用植絨棉簽采集鼻咽部標本，采用Anyplex Ⅱ RV13檢測試劑盒(韓國Seegene公司)進行RV13檢測，包括腺病毒(A～F)、流感病毒A型和B型、呼吸道合胞病毒A型和B型、副流感病毒1～3、鼻病毒、偏肺病毒、冠狀病毒229E、冠狀病毒OC43和博卡病毒。所有檢測均嚴格按照試劑盒說明書進行，并保證質控在控。本研究所用多重PCR試劑盒的靈敏度和特異度分別為95.2%和98.6%。

1.2.4趨化因子和細胞因子檢測 在入院時收集血液標本，采用酶聯免疫吸附試驗(ELISA)試劑盒檢測血清λ3干擾素(IFN-λ3)、白細胞介素6(IL-6)、干擾素誘導蛋白10(IP-10)、CX3C型趨化因子配體17(CCL17)和單核細胞趨化蛋白1(MCP-1)水平。試劑盒購自武漢默沙克生物科技有限公司。

1.3PSI評分 對所有患者進行PSI評分。PSI是公認的用于預測肺炎進展的重要指標之一，具有良好的評估能力[9-10]。它由4類20個變量組成，包括人口統計學、查體結果、實驗室和影像學檢查結果等。評分越高，患者死亡風險越高。

2 結 果

2.1兩組患者基線資料比較 輕/中度組與重度/危重組入院時清蛋白(ALB)、乳酸脫氫酶(LDH)、C反應蛋白(CRP)、中性粒細胞百分比、有高血壓病史患者比例、PSI評分比較，差異有統計學意義(P<0.05)。輕/中度組與重度/危重組入院時SpO2、天門冬氨酸氨基轉移酶(AST)、丙氨酸氨基轉移酶(ALT)、肌酐、病原學檢測結果，以及年齡、性別、峰值體溫等基線資料比較，差異無統計學意義(P>0.05)。所有患者在感染早期階段均接受常規抗病毒藥物和抗菌藥物治療，注意維持水、電解質、酸堿平衡。隨著疾病進展，部分患者接受糖皮質激素、中成藥等治療，并視情況給予吸氧和營養支持，但兩組接受各項治療方式比例比較，差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 兩組患者基線資料比較[M(P25，P75)或n(%)或

組別nWBC(×109/L)中性粒細胞百分比(%)淋巴細胞百分比(%)PLT(×109/L)HIV+HBV+輕/中度組605.13±1.9264.38±15.0026.00±12.4420.19±4.764(6.67)3(5.00)重度/危重組606.02±3.3482.65±10.6021.32±19.5718.83±8.970(0.00)5(8.33)U/χ2/t1.7897.7051.5631.037—0.536P0.076<0.0010.1210.3020.1190.464

組別n慢性腎臟疾病高血壓病史糖尿病史血脂異常吸煙史慢性阻塞性肺疾病輕/中度組600(0.00)12(20.00)8(13.33)12(20.00)13(21.67)0(0.00)重度/危重組602(3.33)35(58.33)15(25.00)15(25.00)17(28.33)4(6.67)Z/χ2/t—18.4912.6360.4300.711—P0.496<0.0010.1050.5120.3990.119

組別n病原學檢測結果流感病毒A型/B型鼻病毒呼吸道合胞病毒A型/B型偏肺病毒副流感病毒冠狀病毒博卡病毒腺病毒輕/中度組6025(41.67)13(21.67)7(11.67)5(8.33)2(3.33)6(10.00)2(3.33)0(0.00)重度/危重組6018(30.00)14(23.33)10(16.67)8(13.33)7(11.67)0(0.00)2(3.33)1(1.67)Z/χ2/t12.179P0.095

組別nALB(g/dL)AST(U/L)ALT(U/L)LDH(U/L)肌酐(mg/dL)CRP(mg/dL)輕/中度組604.26±0.3729.44±16.5232.87±9.34194.74±97.230.92±0.2113.62(8.91,27.80)重度/危重組603.24±0.6534.17±23.5341.20±14.51420.87±92.401.24±1.4240.35(17.95,108.24)Z/χ2/t10.5611.2741.2106.7071.727—21.071P<0.0010.2050.229<0.0010.087<0.001

組別n冠脈搭橋手術心律失常ACE抑制劑和/或血管緊張素Ⅱ受體阻滯劑β受體拮抗劑抗病毒輕/中度組600(0.00)8(13.33)12(20.00)0(0.00)60(100.00)重度/危重組605(8.33)6(10.00)5(8.33)5(8.33)60(100.00)Z/χ2/t—0.3243.358——P0.0570.5700.0670.057—

組別n抗菌藥物糖皮質激素中成藥營養支持吸氧輕/中度組6060(100.00)43(71.67)28(46.67)7(11.67)6(10.00)重度/危重組6060(100.00)48(80.00)24(40.00)9(15.00)11(18.33)Z/χ2/t—1.1370.5430.2891.713P—0.2860.4610.5910.191

2.2兩組入院時血清趨化因子及細胞因子比較 重度/危重組與輕/中度組入院時血清CCL17、IFN-λ3、IL-6、IP-10和MCP-1水平比較，差異有統計學意義(P<0.05)。見表2。

2.3二元Logistic回歸分析與疾病進展風險有關的影響因素 以是否發生疾病進展作為因變量(賦值：輕/中度=0，重度/危重=1)，校正表1中差異有統計學意義的混雜因素后，二元Logistic回歸分析結果顯示，只有入院時血清LDH、CRP、IL-6和MCP-1水平升高是進展為重度/危重病毒性肺炎的獨立預測因子(P<0.05)。見表3。

2.4IL-6和MCP-1及PSI評分預測進展為重度/危重病毒性肺炎的ROC曲線分析 ROC曲線分析結果顯示，病毒性肺炎患者入院時血清IL-6、MCP-1及PSI評分預測進展為重度/危重病毒性肺炎的臨界值分別為73.3 pg/mL[AUC為0.871(95%CI：0.813～0.930)，P<0.001]、146.0 pg/mL[AUC為0.885(95%CI：0.832～0.938)，P<0.001]、97分[AUC為0.719(95%CI：0.628～0.810)，P<0.001]。此外，入院時血清IL-6、MCP-1聯合PSI評分預測病毒性肺炎患者進展為重度/危重病毒性肺炎的AUC為0.914(95%CI：0.867～0.962，P<0.001)，明顯大于PSI評分的AUC(Z=—3.795，P=0.037)。見圖1。

表2 兩組入院時血清趨化因子及細胞因子比較[M(P25，P75)，pg/mL]

表3 二元Logistic回歸分析與疾病進展風險有關的影響因素

變量多因素模型4OR(95%CI)P多因素模型5OR(95%CI)PALB1.071(0.735～1.261)0.4010.928(0.741～1.009)0.103LDH1.650(1.147～2.354)0.0011.982(1.403～3.775)<0.001CRP1.226(1.071～1.729)0.0011.216(1.101～1.489)<0.001中性粒細胞百分比1.080(1.019～1.334)0.0021.063(1.008～1.335)0.010CCL17————IFN-λ3————IL-6————IP-101.014(0.997～1.033)0.065——MCP-1——1.775(1.240～3.417)<0.001

注：A為入院時血清IL-6、MCP-1及PSI評分單獨檢測預測重度/危重病毒性肺炎的ROC曲線；B為入院時血清IL-6、MCP-1聯合PSI評分預測重度/危重病毒性肺炎的ROC曲線。

3 討 論

多數病毒性肺炎患者有輕度或中度癥狀，并可在幾周內恢復，但仍有部分患者會出現重度或危重癥狀[2]。重度/危重癥進展的預測標志物是分診的必要條件。既往研究結果顯示ALB、LDH、CRP、中性粒細胞百分比水平與重癥肺炎的發生相關，而且高血壓患者也明顯更容易發生疾病進展[9]。 雖然上述臨床指標為了解病毒性肺炎臨床結局提供了重要信息，但這些指標作為預測標志物對結局預測的準確性和精確度較低，而且易受患者個體差異或其他合并癥的影響。

在本研究中，所有入組患者在確診時采集了血清標本用作趨化因子及細胞因子的篩查，最終確定CCL17、IFN-λ3、IL-6、IP-10和MCP-1這5種因子水平有變化。經多因素分析發現，只有IL-6和MCP-1水平升高為進展為重度/危重癥病毒性肺炎的獨立預測因子，因此IL-6和MCP-1有可能成為主要的分診標志物，但是由于本研究標本量有限，也不能排除其他因子對于高?；颊叩暮Y選作用。

IL-6、IFN-λ3、MCP-1、CCL17、IP-10等都是與炎癥有關的細胞因子或趨化因子[10]。例如ZHANG等[11]報告證實慢性血栓栓塞性肺部高壓患者的肺內皮細胞培養基中含有高水平的IL-6、IL-1β、MCP-1。而這種情況可由各種傳染性或非傳染性疾病引發，并導致多個器官受損。由免疫系統識別的病原體感染，包括兩種類型的反應，即識別病原體相關分子模式的先天性免疫反應和抗原特異性的適應性免疫反應。在這兩種反應中，都有免疫系統的活化細胞參與，它們在建立細胞因子的環境中起著關鍵作用。然而，過度釋放的細胞因子會導致急性嚴重的系統性炎癥反應，稱為細胞因子風暴。多項研究表明，細胞因子風暴與組織損傷直接相關，對嚴重肺疾病的預后不利[12-13]。

MCP-1是一種趨化因子，能吸引單核細胞和嗜堿性粒細胞，但不能吸引中性粒細胞或嗜酸性粒細胞。它在以單核細胞浸潤為主的炎癥疾病的發病機制中發揮著重要作用，如牛皮癬[14]、類風濕關節炎[15]和動脈粥樣硬化[16]。一些研究報道，MCP-1可能在動脈粥樣硬化斑塊形成過程中誘導單核細胞進入動脈壁，而且在靜脈血栓形成患者的血液中也普遍檢測到高水平的MCP-1[16-17]。除此以外，IL-6也在病毒感染或化學損傷后的肺修復反應中發揮重要作用。例如在人類上皮細胞中，SARS冠狀病毒與甲型流感病毒和人類副流感病毒2型相比，更能夠誘導IL-6分泌[17]。事實上，IL-6是一種內源性熱原，主要產生于急性和慢性炎癥反應部位，引起自身免疫性疾病患者或感染者體溫升高。然后IL-6被分泌到血清中，通過與膜錨定IL-6受體(IL-6R)結合，并與GP130受體形成復合物后，可誘導包括基質細胞和上皮細胞在內的許多非免疫細胞發生明顯的炎癥反應[18]。本研究結果顯示，重度/危重患者血清MCP-1和IL-6水平均在感染早期就出現急劇升高現象，說明特異性免疫反應發生在重度/危重患者感染的早期階段，而這兩種因子是急性期反應強有力的誘因，當血清IL-6和MCP-1水平超過一定水平時，它可以被視為重度/危重病毒性肺炎進展的警報標志物。然而需要強調的是IL-6和MCP-1作為典型的炎癥因子，易受到其他感染/非感染性疾病、患者個體性差異、飲食/運動狀況等多方面的影響，因此對于感染鑒別的特異性有限，若要用于臨床診斷，仍然需要結合其他特異性指標。本研究結果顯示，IL-6和MCP-1作為評估病情的輔助性指標，對于臨床決策有一定的指導意義。

此外，IP-10是干擾素-γ(IFN-γ)作用下多種細胞(包括單核細胞、內皮細胞和成纖維細胞)分泌的小分子蛋白。POPE等[19]證實促進內皮愈合可以防止動脈血栓形成，而IP-10可以抑制內皮愈合。在分泌過程中，IP-10可被切割成一個相對分子質量為8.7×103的生物活性蛋白，可作為T細胞、自然殺傷(NK)細胞、單核/巨噬細胞和樹突狀細胞的趨化劑。而IP-10基因屬于IFN-λ3的一個干擾素刺激基因。IFN-λ3是免疫細胞針對病原體釋放的初始分子，近年來，在重癥新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)患者的支氣管肺泡灌洗液(BALF)中發現了IFN-λ3的高表達[20]。CCL17被認為是特應性皮炎進展和哮喘的可靠生物標志物。既往報告顯示，CCL17通過CCR4受體誘導調節性T細胞，而CCR4缺陷小鼠更易發生肺部炎癥[21]。此外COVID-19患者肺Treg細胞功能障礙可誘發重度/危重肺炎[22]。因此,IP-10、IFN-λ3、CCL-17可能也是發展為重度/危重病毒性肺炎的關鍵因子[23]。但是可能由于標本量較少，存在較大的個體差異性等原因，本研究并未得出這幾種因子與病毒性肺炎進展的獨立關系。

綜上所述，IL-6、MCP-1與成人病毒性肺炎重度/危重進展有關，有可能在患者出現嚴重癥狀前為篩查高危患者提供一定的參考信息。